人工针阔混交林生物多样性功能分析

卢志华

(凤城市林业调查规划设计院,辽宁 丹东 118100)

人工针阔混交林生物多样性功能分析

卢志华

(凤城市林业调查规划设计院,辽宁 丹东 118100)

通过对红松、刺楸人工针阔混交林和红松人工纯林生物多样性功能的试验分析,结果表明:针阔混交林能增加蚯蚓的数量，林龄25年时，混交林的蚯蚓数量比人工纯林高48.4%;人工针阔混交林招引各种鸟类达33种，每天食虫量达1 500条，抑制了森林虫害的发生;人工针阔混交林日平均气温0.5 m和1.8 m处分别比红松纯林低2.4～1.0 ℃，相对湿度0.5 m处比红松纯林提高24%，绝对湿度提高2.3%，1.8 m处混交林相对湿度比纯林提高11%，绝对湿度比纯林提高5.2%;混交林比纯林能降低风速0.7～1.2 ms-1。针阔混交林的各项功能指标都优于纯林。

针阔混交林；生物多样性；功能

培育人工针阔混交林，是向着多功能，多效益，多用途的目标发展。它不仅能调整林种结构，增加土壤肥力，提高生态效益，而且能保护森林生态系统，维护森林多样化功能。

人工针阔混交林的培育历史时间不长，20世纪60年代，辽东山区开始小面积的培育人工针阔混交林，随着时间的变化，混交林展现出多样化功能的优势，而针叶纯林且暴露出弱点和弊端。现在大规模的人工针阔混交林体系正在逐步形成，防火、防虫、改良土壤、调整林内的温、湿度等特点有显著表现。为了及时总结出人工针阔混交林的功能作用，进行了全面调查，其目的是为今后大力发展混交林提供可靠的科学依据。

1 调查地的自然概况

调查地位于本溪县偏岭镇新农村，该区属温带季风气候区，年均气温6.3 ℃，年均降水量800 mm，相对湿度70%，无霜期147 d，海拔200～1 000 m。

调查林型为红松与刺楸混交林和红松纯林，林龄20 a，林地位置为EN坡3～15°,山下腹，土层厚度为40～60 cm，混交方式为带状混交，混交比例为6∶2，株行距为2.0 m×1.5 m，进行过透光抚育和生长抚育各一次，红松的保存率为83%，刺楸的保存率为78%。

2 调查方法

2.1 不同林型蚯蚓和枯落叶调查

在针阔混交林和红松纯林内，设置1.0 m×1.0 m的样方挖土后测定蚯蚓数量，共设置样方5处，取平均值计算各林型的蚯蚓在单位面积上的总量。同时在样方内收集各林型的全部枯落叶，称质量。在105 ℃条件下，计算单位面积的枯枝落叶量。

2.2 不同林型鸟类的活动频率调查

选择在不同林型设置的定位观测地(1 000 m2)全天观察鸟类的活动，记载鸟类的种类、活动范围、活动次数、食物来源、筑巢数量等。

2.3 不同林型火环境的调查

在不同林型进行火环境条件调查，选择标准木进行生物量测定，并分别树干、树冠称质量，然后取样在105 ℃烘干箱烘干计算含水量，并分别不同林型测定相对湿度。

3 结果与分析

3.1 不同林型蚯蚓数量

蚯蚓是使植物凋落物和土壤相结合的主要的动力，特别是凋落物转化为腐殖质过程中，蚯蚓的作用更大，蚯蚓在不同的林型中，有大量的多样性食物提供，特别是混交林内，摄取的食物非常丰富，给蚯蚓的生活创造了良好的条件，导致蚯蚓繁殖快，活动频繁，数量不断增加，使土壤在蚯蚓的频繁活动中变得疏松、透气，土壤有机质含量在不断增加，使土壤结构得到大大的改善。

据调查得知，蚯蚓的数量在不同的林型中区别很大，而且和林龄的大小有直接关系(见图1)。

图1 不同林型不同林龄蚯蚓的数量变化

从图1中看出，红松纯林和混交林蚯蚓的数量均随林龄的增加而在不断上升，25年时，针阔混交林的蚯蚓数量达到11.8万头hm-2，人工纯林达到6.1万头hm-2。混交林比纯林高48.4%。

3.2 不同林型的枯落物数量

红松刺楸混交林和红松纯林每年的凋落物区别很大，在混交林中因有阔叶树伴生，林地凋落物的组成主要是阔叶树的干枝和树叶，有少量的松针。由于混交林的垂直结构有2层林冠，增强透光性导致很多物种侵入，增加了物种的多样性和丰富度，使草本层和灌木层每年有大量的凋落物，造成混交林内的凋落物明显增多，蚯蚓的食物来源更加丰富。而红松纯林，因红松属常绿树种，每年的凋落物很少，加之透光性能差，侵入的物种少，为蚯蚓提供的食物来源有限，会直接影响蚯蚓的数量。调查表明，红松刺楸混交林凋落物为9.8 thm-2，红松纯林凋落物为3.6 thm-2。

表1 不同林型凋落物数量

从表1中看出，红松刺楸混交林的凋落物是红松纯林的2.7倍。

3.3 不同林型鸟类的流动频率

不同林型招引鸟类的种类、数量各异。调查表明，红松刺楸针阔混交林能招引各种鸟类33种以上，以喜鹊、山鸡、树琴、灰喜鹊、画眉为多，日流动频率达60多次。而红松人工纯林招引各种鸟类18种，日流动频率20多次。鸟类在混交林中活动比纯林频繁。说明混交林层次结构复杂，气候湿润，能形成优越的自然环境，适宜鸟类的生存和繁衍。

据调查，鸟的日均食虫量为50条，按30种鸟的活动频率计算，每天食虫量达1 500条，如果在春季鸟的繁殖季节，需要抚养幼雏，鸟的日食虫量会增大几倍，这对抑制森林害虫的发生和蔓延起到重要作用。同时也增加了物种多样性能，维护了森林生态平衡。

3.4 不同林型的防火功能

3.4.1 不同林型火环境比较 火灾是森林的大敌，能在瞬间吞噬大面积的森林，使森林资源受到严重的威胁，所以抑制火灾的发生和蔓延是十分重要，火灾的发生可以用生物防治方法来控制，培育森林时可以制造不利火易燃的环境条件，将火灾降低到最小的程度。通过对不同林型火环境的调查发现，不同林型防火的功能差别很大，现将结果列入表2。

表2 不同林型火环境条件的比较

表2看出，红松刺楸混交林，日平均气温0.5 m和1.8 m高度处，都低于红松纯林，低1.0～2.4 ℃。日平均湿度，0.5 m高度相对湿度，红松刺楸混交林比红松纯林提高24%，绝对湿度提高2.3%。1.8 m高度相对湿度混交林比纯林高11%，绝对湿度高5.2%。红松刺楸混交林枯落叶吸水量比红松纯林提高1倍多。红松刺楸混交林比林外降低风速1.4～2.8 ms-1，而红松纯林比林外降低风速为0.7～1.6 ms-1。可见，红松刺楸混交林的森林环境有抑制火灾发生的能力，火环境不利火的燃烧和蔓延。

3.4.2 不同林型可燃物的空间分布 可燃物的水平连续分布，易引起火烧的速度，而垂直的连续分布会导致地表火扩展成树冠火。不同林型的空间水平分布差别很大，红松刺楸混交林地表凋落物有刺楸的枯叶，而刺楸枯叶易分解，含水量大，持水能力强，可降低燃烧性。红松纯林的地表凋落物主要是松针，分解慢，易干燥，持水能力差，可提高燃烧性。

空间的垂直分布，红松刺楸混交林在20年时，红松枯枝平均高为2.08 m，刺楸枯枝平均高为3.16 m，两树种的枯枝高度在垂直空间上有1 m多的间距，同时冠层为针阔间隙分布，呈不连续状态，不利树冠火的蔓延。红松纯林的枯枝平均高为1.6 m，与灌木和草本层间距短，地表火易发展成树冠火。

因此，利用树种的生物学特性，发展人工针阔混交林，利用阔叶树种冠层断性的蔓延，可抑制地面火和树冠火的针冠层发生。

4 小结

红松刺楸人工针阔混交林有大量的多样性食物提供给蚯蚓，导致蚯蚓数量增多，林龄25 a时，混交林的蚯蚓数量比人工纯林高48.4%。混交林中的凋落物数量是红松纯林的2.7倍。

人工针阔混交林能招引各种鸟类33种，日活动频率60多次，每天食虫量达1 500条，可抑制森林虫害的发生。

人工针阔混交林日平均气温0.5 m和1.8 m处比红松纯林低1.0～2.4 ℃，相对湿度0.5 m外比纯林提高24%，绝对湿度提高2.3%，1.8 m处相对湿度比纯林提高11%，绝对湿度比纯林提高5.2%，混交林的枯落叶吸水量比纯林多1倍多，混交林比纯林能降低风速0.7～1.2 ms-1。人工针阔混交林使阔叶树种在林分中形成冠层间断性蔓延带，可抑制地面针火和树冠火。

Functions of Biodiversity of Artificial Broadleaved-Coniferous Mixed Forest

Lu Zhihua

(Forest Inventory and Planning Institute of Fengcheng City, Dandong 118100, China)

The functions of the biodiversity of the artificial pure forest forPinuskoraiensisand the artificial broadleaved-coniferous mixed forest ofPinuskoraiensisandKalopanaxseptemlobuswere analyzed.Result shows that: broadleaved-coniferous mixed forest can increase the number of earthworms;the numbers of earthworm in the mixed forest are 48.4% higher than that of the artificial forests while the forest age being 25 years;the broadleaved-coniferous mixed forest can attract 33 kinds of birds, and the insectivorous number are 1 500 per day, which inhibit the occurrence of forest pests;the daily average temperature of the broadleaved-coniferous mixed forest at 0.5 m and 1.8 m is 2.4 ℃ and 1.0℃ respectively lower than that of the pure forest ofPinuskoraiensis;the relative humidity and the absolute humidity is 24% and 2.3% higher than that of the pure forest at the height of 0.5 m respectively;the relative humidity and the absolute humidity is 11% and 5.2% higher than that of the pure forest at the height of 1.8 m respectively;the mixed forest can reduce the wind speed by 0.7-1.2 ms-1than that of the pure forest.The function indicators of the broadleaved-coniferous mixed forest are superior to that of the pure forest.

broadleaved-coniferous mixed forest;biodiversity;function

1005-5215(2015)01-0025-03

2014-09-24

卢志华(1968-)，女，辽宁凤城人，大学，工程师，主要从事林业调查规划设计工作.

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.01.009